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PLC控制系统设计1.设计的基本原则
任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象(生产设备或生产过程)的工艺要求,以提高生产效率和产品质量。因此在设计PLC控制系统时,应遵循以下基本原则。
① 大限度地满足被控对象和用户的控制要求。设计前,应深入现场进行调查研究,搜集资料,并与相关的设计人员和实际操作人员密切配合,共同拟定控制方案,协同解决设计中出现的各种问题。
② 在满足控制要求的前提下,力求使控制系统简单、经济,使用及维修方便。
③ 保证控制系统的安全、可靠。
④ 考虑到生产的发展和工艺的改进,在选择PLC容量时,应适当留有余量。2.设计的基本内容
PLC控制系统是由PLC与用户I/O设备连接而成的。因此,PLC控制系统设计的基本内容应包括以下几个方面。
① PLC可构成各种各样的控制系统,如单机控制系统、集中控制系统等。在进行应用系统设计时,要确定系统的构成形式。
② 系统运行方式与控制方式的选择。
③ 选择用户输入设备(按钮、操作开关、限位开关、传感器等)、输出设备(继电器、接触器、信号灯等执行元件),以及由输出设备驱动的控制对象(电动机、电磁阀等)。
④ PLC的选择。PLC是控制系统的核心部件,正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济指标起着重要的作用。选择PLC应包括机型选择、容量选择、I/O模块选择、电源模块选择等。
⑤ 分配I/O点,制PLC连接图。
⑥ 设计控制程序。控制程序是整个系统工作的软件,是保证系统正常、安全、可靠的关键。因此控制系统的程序应经过反复调试、修改,直到满足要求为止。
⑦ 必要时还须设计控制台(柜)。
编制控制系统的技术文件,包括说明书、电气原理图及电气元件明细表、I/O连接图、I/O地址分配表和控制软件。
① 根据生产工艺过程分析控制要求,如需要完成的动作(动作顺序、动作条件、必须的保护和联锁等)、操作方式(手动、自动、连续、单周期、单步等)。
② 确定用户I/O设备。根据被控对象对PLC控制系统的功能要求,确定系统所需的用户I/O设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等,常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。
③ 选择合适的PLC类型。根据已确定的用户I/O设备,统计所需的输入信号和输出信号的点数,选择合适的PLC类型,包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。
④ 分配I/O点。分配PLC的I/O点,编制出I/O分配表或者画出I/O端子的接线图。接着进行PLC程序设计,同时也可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。
⑤ 设计应用系统程序,根据工作功能块图或状态流程图等进行编程。这一步是整个应用系统设计中核心的工作,也是比较困难的一步。要设计好程序,首先要十分熟悉控制要求,同时还要有一定的电气设计的实践经验。
⑥ 将程序输入PLC。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时,可通过上下位机的连接电缆将程序下载到PLC中。
浔之漫智控技术(上海)有限公司
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微型 S7-200 PLC 结构紧凑、价格低廉,适用于小型的自动化控制系统。其指令处理时间短,减少了循环时间,高速计数器使其可应用于更广泛的领域,高速中断处理能分别响应各种过程事件;对性能的扩展提供了模块化的扩展能力,用于控制步进电动机的脉冲输出,同样可用于脉宽调制,为快速方便地解决复杂问题提供高效的指令集。此外,附加性能有:点对点接口(PPI)支持编程;操作员接口与串行设备接口;用户界面 好的STEP 7Micro/DOS软件和高效的编程器简化了编程;三级口令用于保护用户程序;TD200和COROS操作员面板提供了简单的人机接口功能。
所有的CPU模块都有一个多点接口(MPI),有的CPU模块有一个MPI和一个PROFIBUS-DP接口,有的CPU模块有一个MPI/DP接口和一个DP接口。
MPI用于PLC与其他西门子PLC、PG/PC(编程器或个人计算机)、OP(操作员接口)的通信。CPU通过MPI或PROFIBUS-DP接口在网络上自动地广播它设置的总线参数(即波特率),PLC可以自动地“挂到”MPI网络上。
PROFIBUS-DP的传输速率高12Mb/s,用于与其他西门子带DP接口的PLC、PG/PC、OP和其他DP主站和从站的通信。6.电源接线端子
电源模块的L1、N端子接AC220V电源,电源模块的接地端子和M端子一般用短路片短接后接地,机架的导轨也应接地
电源模块上的L+和M端子分别是DC24V输出电压的正极和负极,用专用的电源连接器或导线连接电源模块和CPU模块的L+和M端子。
CPU模块上的M端子(系统的参考点)一般是接地的,接地端子与M端子用短接片连接。某些大型工厂(例如化工厂和发电厂)为了监视对地的短路电流,可能采用浮动参考电位,这时应将M点与接地点之间的短接片去掉,可能存在的干扰电流通过集成在CPU中M点与接地点之间的RC电路对接地母线放电
2.1.5 S7-300 CPU模块的外部连接
对于紧凑型CPU,模块除DC电源输入外,还需要连接CPU集成的I/O点。开关量I/O的点数与CPU规格有关,集成开关量I/O的连接形式为DC24V电源输入/电源输出,I/O所需要的DC24V电源由外部供给。
对于CPU312C模块,安装有带20个连接端(引脚)的连接器X1(或X11),连接端2M(12号引脚)连接输入信号的电源0V端,输入端(2~11号引脚)连接开关量输入接点,接点的另一端与输入信号的DC24V电源端相连。
6个开关量输出点需要通过连接端1L+(13号引脚),由外部提供DC24V电源;输出端(14~19号引脚)连接负载,负载另一端与电源0V相连。
对于CPU313C-2(2DP、2PtP)模块,共有16点开关量输入与16点开关量输出,安装有带40个连接端(引脚)的连接器X1(或X11)。
用于信号输入或输出的模块统称为信号模块(Signal Model,SM),它包括数字量(或称开关量)输入模块、数字量输出模块、数字量I/O模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和模拟量I/O模块。
S7-300 PLCI/O模块的外部接线接在插入式的前连接器端子上,前连接器插在前盖后面的凹槽内。不需断开前连接器上的外部连线,就可以迅速更换模块。次插入连接器时,有一个编码元件与之啮合,这样该连接器就只能插入同样类型的模块中。